Analyzátor kvality sítě TOPAS 2000

Transkript

1 Analyzátor kvality sítě TOPAS 2000 Efektivní nástroj pro kompletní vyhodnocení parametrů kvality v sítích NN, VN a VVN. Odpovídá požadavkům na třídu A dle normy ČSN EN Synchronizace času (GPS, DCF 77) Analýza poruch a jejich příčin Rezervy transformátorů a vedení Analýza kvality dle ČSN EN Měření signálů HDO Detekce rušení, výkonových špiček Profil zatížení sítě Všeobecně TOPAS 2000 TOPAS 2000 je výkonný PQ analyzátor pro vyšetřování poruch a vyhodnocování kvality v souladu s IEC třída A. Robustní mechanická konstrukce TOPAS 2000 je určena pro použití i ve zvláště drsných podmínkách okolí. Velká paměťová karta (1 GB Compact Flash karta, doplňkově 2 GB) umožňuje obvzlášť dlouhodobé záznamy. Tyto záznamy jsou základem pro detailní vyhodnocení a analýzu vyhodnocených poruch kvality síťového napětí. TOPAS 2000 byl vyvinut ve spolupráci s dodavateli elektrickou energií. TOPAS 1000 umožňuje: Detekci zdrojů rušení Analýzu proudu, napětí a výkonu Měření zatížení a energie Analýza transientů Analýza signálu HDO Analýza kvality energie podle ČSN EN Metody měření, vyhodnocení Vyhodnocení PQ dle ČSN EN Rms hodnoty s nastavitelnými intervaly Osciloskopické záznamy Frekvenční spektrum Analýza signálu HDO Přechodové jevy Specifikace Vnitřní chyba: Systém kvality: Podmínky prostředí: Operační tepl.rozsah: Pracovní tepl.rozsah: Teplota skladování: Referenční teplota: Klimatická třída: Max. nadmořská výška: odpovídá referenčním podmínkám a je garantována na dobu 2 let. vyvinuto, konstruováno a vyrobeno dle ISO 9001: C +50 C -20 C +50 C -20 C +50 C 23 C ± 2K B3 (IEC 654-1), -20 C +50 C 2000m: 300V CAT IV, 600V CAT, Napájení: 300 V CAT 5000m: 300 V CAT, napájení: 300 V CAT II Referenční podmínky: Teplota: 23 C ± 2K Napájení: 230V ± 10, Frekvence sítě: 50/60 Hz Signál: Nominální napětí Unom Průměrování: 10min Kryt: Ochrana: Bezpečnost: izolovaný, robustní plast IP 50 dle EN s krytem pro datové interface TOPAS 2000 je navržen a vyroben dle IEC/EN EMC vyzařování: třída A dle IEC/EN Imunita: IEC/EN Napájení: Rozsah: AC: 83V 264V, 45 65Hz DC: 100V 375V Bezpečnost: IEC/EN V CAT Příkon: max. 30 VA Baterie: NIMH, 7.2V, 2.7Ah Tato baterie napájí TOPAS 2000 až po dobu 45 minut výpadku napájení UTES Instruments, s.r.o., Srbská 53, Brno tel: , fax: mail: Hprodej@utes.czH,

2 Displej TOPAS 2000 je vybaven LED indikátory pro zobrazení stavu 8 měřicích kanálů, sledu fází, stavu napájení (síť nebo baterie),obsazení paměti, časové synchronizace a přenosu dat. LED napájení Stálé světlo: normální napájení ze sítě Vyp.: napájení z interního akumulátoru LED kanálů 3 barevné LED měřicích kanálů Překročení horního limitu Překročení dolního limitu Signál v rozsahu nominálního napětí Datová paměť: 1GB Compact flash 2GB CF doplňek Model paměti: lineární nebo cirkulární Interface: Ethernet (100MB/s, kompatibilní s Windows 98/ME/NT/2000/XP USB (verze 2.0) RS232, ext. modem přes RS232 Rychlost RS232: 9600 b/s 115 kb/s Rozměry: Hmotnost: Blokový diagram: 325mm x 300mm x 65mm cca. 4,9 kg bez příslušenství Úprava signálu Vzorkování Vzorkovací kmitočet je synchronizovaný s kmitočtem sítě: Rozsah pro 50 Hz systémy: 50 Hz ±15(42,5 Hz 57,5Hz) Rozsah pro 60 Hz systémy: 60 Hz ±15(51 Hz 69Hz) Rozlišení: 16 ppm Vzorkovací frekvence pro 50Hz : Chyba pro frekvenční měření: <20ppm Chyba interních hodin: <1s za den Měřící intervaly Agregace intervalových hodnot dle IEC třída A Min-,Max hodnoty: 10ms rms hodnoty Transienty: vzorkování MHz na kanál Harmonické: dle IEC :2002: 200 ms Flikr: dle IEC :2003: 10 min (Pst), 2h (Plt) Měřicí vstupy TOPAS 2000 obsahuje 8 galvanicky oddělených vstupů pro měření napětí a proudů. Bezpečnost: 300V CAT Kategorie je určena podle zapojených senzorů (viz. Specifikace senzorů) Nominální napětí: 100mV rms Rozsah (špička): 280mV rms Přetížení: 1000 V rms, stále Strmost růstu napětí: max. 15 kv/µs Vstupní odpor: 1 MΩ Vstupní kapacita: 5 pf Vnitřní chyba: < 0,1 Vn. chyba pro harm.: třída I dle EN :2002 Každý kanál je opatřen pasivní dolní propustí, vyhlazovacím filtrem a 16bitovým analogově-digitálním převodníkem. Vzorkování všech kanálů je synchronní, založené na společném přesném, krystalem řízeném časovém signálu. Auto-test TOPAS 2000 obsahuje funkci pro diagnostiku vlastního systému. Je diagnostikován stav interní paměti, vstupních kanálů, senzorů, interface a interní baterie. Po ukončení je zobrazen protokol. Analogové kanály jsou testovány dle referenčního napětí a šumu. Struktura filtru analogových vstupů obsah kmitočtu a zvláště obsah rušivého napětí nad polovinou vzorkovacího kmitočtu analogově-digitálního převodníku snižuje o 80 db, díky čemuž vznikají malé chyby měření v neobvykle velkém rozsahu amplitud. Filtry chrání před napěťovými transienty a omezují strmé vzestupy signálu, redukují vysoko frekvenční složky a zvláště šumové napětí nad polovinou vzorkovací frekvence A/D převodníku do 80dB. Tak je dosaženo velmi malých chyb měření ve výjimečně velkém amplitudovém rozsahu. Toto také platí v extrémních provozních podmínkách jako přechodové jevy na výstupu měničů. Jednotka umožňuje provádět úzko pásmová měření s přesně definovanou kmitočtovou odezvou. Mezi 3dB limitního kmitočtu při 0,45 vzorkovacího kmitočtu a 1,2 x zvýšení kmitočtu klesne amplitudová odezva pod rozlišovací schopnost analogově-digitálního konvertoru o 80 db. V oblasti tohoto poklesu amplitudy se věnuje speciální pozornost fázovým odezvám analogových vstupů, které by měly být co nejvíce identické, aby se předešlo chybám při měření výkonu.

3 Frekvenční odezva Úroveň signálu: 100, vzorkovací kmitočet f = 10.24: Chyby Celková měřicí chyba měřicího systému TOPAS 2000 včetně napěťových nebo proudových senzorů je pod třídou 0.5 a chyba pro harmonické odpovídá třídě I dle standardu EN :2002. TOPAS 2000 vyhovuje pro proudové, napěťové a výkonové měření na frekvenčních měničích. Je možné měření proudu za měničem s bočníkem. Součtová chyba vyplývá z chyby měřícího kanálu TOPAS 2000 a chyby připojeného senzoru. Chybová hodnota je vztažena na referenční podmínky (například teplota prostředí 23 C ± 2K), zahřátý přístroj bez senzorů až k maximálnímu nárůstu napětí. Fázový úhel analogových kanálů Frekvence Úroveň signálu Chyba v MH 50Hz 100 <0.1 50Hz >1 <0.5 <4.600Hz 100 <1 <4.600Hz >1 <1.2 Přesnost TOPAS 2000 včetně senzorů odpovídá třídě A dle IEC Potlačení součtového napětí Potlačení součtového napětí mezi 0 Hz a 100 kilohertz: -130 db z rozsahu měření. Teplotní odchylka Změna zisku díky teplotě: < 150 ppm/k. Stárnutí Změna zisku kvůli stárnutí: < 0.05 / rok. Šum Šumové napětí, vstup spojený nakrátko: < 20 µv. Spektrální hustota šumového napětí: 0.4µV /.Hz. Linearita Frekvence: 50Hz, vzorkovací kmitočet f = :

4 Měřicí funkce TOPAS 2000 je data logger zapisující měřená data pro dlouhé časové období nebo převádějící je online do počítače k analýze (typicky notebook). Naměřená data lze získat během měřicí operace bez přerušování měření přes jedno z existujících rozhraní. Online zobrazení je také dosažitelné. TOPAS 2000 měří alternativně 4 proudy a 4 napětí nebo 8 napětí. Měřicí mód data logger Vyhodnocení kvality napětí podle ČSN EN S různými měřicími intervaly jsou zaznamenávány efektivní hodnoty, extrémní hodnoty (min-, max- hodnoty), intenzita flikru, krátkodobé poklesy napětí, přepětí, napěťová přerušení (dlouhé a krátké), napěťová nesymetrie, harmonické, THD, inter-harmonické, signály HDO, výkonové harmonické (ampituda a fázový úhel) a přechodové jevy. Online mód V Online módu je možné graficky a numericky zobrazovat vzorkované hodnoty (křivky, osciloskop) proudu a napětí, amplitudové spektrum činného výkonu, jalového výkonu a přechodové jevy, efektivní hodnoty, činný výkon, účiník, fázorový diagram napětí, proudu, a zdánlivého výkonu. Metody měření Kvalita elektrické energie podle EN Harmonické, Interharmonické THD U Flikr Napěťové události (poklesy, přepětí, přerušení) Nesymetrie Frekvence Průměrovací intervaly pro 20 ms h Eektivní hodnoty napětí a proudu Činný výkon Jalový výkon Zdánlivý výkon Účiník Energie Denní extrémní hodnoty Osciloskopická prezentace Napětí Proudu Přechodové jevy (doplňkově) Záznam ze 4 napěťových kanálů Vzorkovací kmitočet na kanál: 100 až 10 MHz vzorků na záznam Spouštění v napěťových úrovních vysokofrekvenčních součástí signálu Vstupní napěťový rozsah 6 kv Spektrum Napětí, proud Činný výkon, jalový výkon Signál HDO Signál HDO (napětí, proud) Diagram úroveň / čas Symetrické složky Zpětná-, sousledná a nulová složka Měřicí funkce - přehled Kvalita napětí Všechny parametry dle EN denní průměrné hodnoty Volný interval 10min hodnoty: napětí, proudu, frekvence, Flikru, hodnoty výkonů, symetrické složky Události, spouštění, poklesy, přepětí, přerušení 3 sek prům.hodnoty: Harmonické, THD RMS hodnoty Průměrovací čas nastavitelný od 10ms do 1 dne Vzorkování: 10,24 / kanál Signál HDO na fázových vodičích a N vodiči Přechodové jevy: vzorkování 100 až 10 MHz na kanál Online mód Osciloskop Transienty Události

5 Konfigurace Před zahájením sběru dat musí být TOPAS 2000 nastaven pomocí speciálního TOPAS softwaru. Soubory s nastavením lze ukládat, načítat a seskupovat v liště s menu. Konfigurační menu je k dispozici pro tato nastavení: Popisný text Popisky lze vložit do textového pole s informací o měření. Nominální a limitní hodnoty Lze nastavit všechny limity podle EN Meziharmonické Jsou měřeny rms hodnoty všech meziharmonických (TID) dle IEC :2002. Když je daná hladina překročena jsou osciloskopické hodnoty zaznamenány. Doba měření Lze zadat začátek a konec měření. Univerzálním časovým spouštěním lze nastavit periodický záznam v definovaný čas. Analýza naměřených dat Výsledky měření jsou zobrazovány graficky jako časové nebo kumulované frekvenční diagramy. Data lze dokonce navrstvit do jediného diagramu. Každý datový bod lze označit pomocí kurzoru ovládaného myší a jeho souřadnice se zobrazí v numerické podobě. Jakákoli část diagramu může být exportována jako textová tabulka. Tato tabulka může být použita s funkcí vyber a vlož ve Windows přes clipboard nebo mohou být naměřená data uložena jako textový soubor. Tabulkový formát umožňuje import do tabulkových aplikací. Několik oken pro analýzu lze mít otevřeno simultánně. Analyzovaná data jsou udržována, dokud zase není příslušné okno zavřeno. Analýza EN Analýza nabízí rychlý přehled o kvalitě energie. Červené a zelené sloupečky umožňují okamžitý přehled o kvalitě napětí. Paměťový managment Pro jednotlivé struktury dat (měřicí funkce) je možno stanovit maximální rozsahy paměti. Tyto rozsahy zamezí vytváření příliš velkých objemů dat, které by mohly znemožnit ukládání důležitých dat. Režim paměti můžete volit mezi lineárním a cirkulárním. V případě lineárního režimu paměti je měření ukončeno po zaplnění stanovené kapacity paměti. V případě cirkulárního režimu se začnou přepisovat nejstarší data. Podmínky spouštění - Trigger TOPAS 2000 umožňuje automatické nastavování spouštění záznamů. Při automatickém spouštění zaznamenává nejdůležitější události. Události se zapisují do seznamu událostí a zaznamenávají se RMS nebo okamžité hodnoty. TOPAS 2000 automaticky provede všechna nastavení. Je možné zvolit i manuální nastavení spouštění záznamů. Při překročení nastavených limitů dojde k záznamu harmonických, RMS hodnot, výkonu, osciloskopickému záznamu napětí a proudu, transientů nebo signálu HDO. Je možné nastavit zvláštní limity pro každou harmonickou (1. 50.). Pro osciloskop a RMS záznam lze nastavit každý měřicí kanál zvlášť. Přehled EN ve formátu CODAM: Nastavení hardware U všech měřicích kanálů se nastavují měřené veličiny, měřící rozsahy a popř. převody. Dá se rovněž přepnout systém měření z měření 4 x proud / 4 x napětí na měření 8 x napětí. Stav měřicích vstupů je indikován stavovými LED diodami na krytu přístroje. Protokol o shodě (textový protokol) lze vytvořit a exportovat okamžitě.

6 Seznam událostí Seznam událostí poskytuje kompaktní přehled všech jevů, ke kterým došlo. Seznam lze bez problémů přenést i přes pomalé připojení modemem. Osciloskop Funkce osciloskopu je využívána pro vyhodnocení průběhu proudu a napětí. Velmi zdeformované napětí způsobuje přehřátí nulových vodičů a transformátorů. S třídící funkcí je možné vybrat a analyzovat ty nejdůležitější jevy. Z tohoto seznamu lze snadno a rychle udělat výběr dat pro hlubší analýzu. Přechodové jevy - Transienty Transienty mohou svým vysokým napětím poškodit celou řadu elektronických zařízení. Pouze monitorováním těchto pulsů pomocí analýzy transientů lze tyto jevy odhalit. Křivka CBEMA Seznam událostí lze zobrazit v křivce CBEMA (ANSI). V této podobě jsou události zobrazeny dle úrovně a délky trvání. Rovněž nelineární elektrická zařízení mohou být příčinou těchto jevů,které lze odhalit pomocí analýzy s velmi rychlým vzorkováním. Denní extrémní hodnoty V tomto zobrazení jsou měřená data z dlouhodobého intervalu prezentována jako denní profily. Analýza zvlnění signálu HDO Některá zařízení jako např. pouliční osvětlení nebo zařízení produkující teplo jsou dálkově ovládány pomocí signálu HDO. Tyto signály mohou rovněž zapnout multitarifní elektroměry. Interference může vést k rozsáhlé a časově náročné analýze a ekonomickým ztrátám. p p p p Tato funkce představuje velmi užitečný nástroj pro detekci zdrojů tohoto rušení. Veškeré hodnoty, které mohou ovlivnit tyto signály jsou analyzovány a znázorněny.

7 Měřicí sondy technická specifikace Pro práci s přístrojem TOPAS 2000 jsou k dispozici napěťové senzory pro rozsah od 100mV do 1000 V. Pro přímé měření proudů jsou k dispozici bočníky pro rozsah od 20 ma do 5 A. Pasivní klešťové transformátory (pro střídavý proud) jsou k dispozici v rozsazích 1 A až 1000 A. Pomocí softwaru pro TOPAS lze volit mezi dvěma rozsahy. Flexibilní proudové sondy (LEM~Flex) jsou dostupné v rozsazích 100 A až 6000 A. Pomocí softwaru pro TOPAS lze volit mezi dvěma rozsahy. Proudové sondy Nominální rozsah Objednávací číslo Rozsah měření Špičkový proud *) Klešťové transformátory pro střídavý proud Vnitřní chyba Frekvenční rozsah Fázová chyba Operační napětí Všechny senzory mají paměť pro kalibrační faktory a výrobní číslo. Měřící zařízení automaticky paměť přečte. Proudový senzory jsou rovněž vybaveny softwarově ovládaným přepínáním měřících rozsahů. TOPAS 2000 lze použít i s ostatními měřícími senzory, jejichž výstupy dodávají proudy a napětí ve vhodných rozsazích. 1 A / 10 A A A / 50 A A A / 200 A A A / 1000A A A...1A 0.1A...10A 0.05A 5A 0.5A...50A 0.2A...20A 2A...200A 1A 100A 10A 1200A LEM~flex pro střídavý proud 3.7A 37A 18 A 180 A 74 A 300 A 370 A 1700 A Hz Hz Hz Hz...10 Napěťové sondy Teplotní drift: 100 ppm / K Stárnutí: < 0.05 / rok Všechny napěťové sondy jsou pro fr.spektrum DC 5. Objednávací číslo Rozsah Transinty Vp<1ms Unom Rozsah rms Umax contin. EP 2070A V V 100 V EP 2071A - 1 V V 100 V EP 2072A - 5 V V 100 V EP 2073A - 10 V V 100 V EP 2075A V V 1000 V EP 2077A V V 1000 V EP 2079A V V 1000 V EP 2081A V V 1000 V EP 2083A V V 1000 V EP 2085A V V 2000 V Objednávací Operační Vstupní odpor1) Vnitřní chyba číslo napětí EP 2070A 1 MOhm V CAT II EP 2071A 16 kohm V CAT II EP 2072A 16 kohm V CAT II EP 2073A 16 kohm V CAT II EP 2075A 2 MOhm 0.15 EP 2077A Udin = 230 V 2 MOhm 0.15 EP 2077A2) Udin = 230 V 2 MOhm 5 EP 2079A 4 MOhm 0.2 EP 2079A 2) 2 MOhm 5 EP 2081A 2 MOhm 0.15 EP 2083A 2 MOhm 0.15 EP 2085A 4 MOhm 0.15 IV 1) vstupní odpor mezi červeným a černým konektorem 2) pro rozsah přechodových jevů 100 A / 500A EP 1205A 200 A / 1000A EP 1210A 3000A / 6000 A EP 1360A 1A...100A 5A 500A 2A...200A 10A 1000A 30A 3000A 60A 6000A 240 A 1350 A 480 A 2700 A 10 ka 19 ka Bočníky pro střídavý a stejnosměrný proud **) 20 ma A A A A A ma A 0 10 A 77,8 ma Imax=1,5A 4,0 A Imax=6,5 A 21,9 A Imax=10 A Hz Hz Hz DC DC DC V CAT II V CAT II V CAT II Chyba v měřicího rozsahu při 23 C +3 C, při Hz (kalibrované senzory) Chyba fázového úhlu při nominálním proudu * pro sinus signál ** Imax maximální proud bez časového omezení

8 Součásti dodávky, příslušenství, servis Příslušenství Analyzátor kvality sítě TOPAS kanálů (4 napětí / 4 proudy nebo 8 napětí), Ethernet, 2 x USB V2.0 typ A, RS GB CF-karta Doplňky Trigger funkce EN50160 Transient analysis 500 automatický, manuál trigger pro 4 napěťové, 4 proudové nebo 8 napěťových kanálů, harmonické, THD EN50160 doplňek pro vyhodnocení parametrů kvality + HDO doplňek pro 4 napěťové kanály, vzorkování: , rozsah napětí: 6 kv Transient pro 4 napěťové kanály, analysis 10 MHz vzorkování: MHz, rozsah napětí: 6 kv GPS DCF77 Časová synchronizace Časová synchronizace 2 GB CF-card Rozšíření paměti: 2 GB CFkarta místo 1 GB karty EP 2000A A EP 0160A EP 2030A EP 2031A EF 2050Z EF 2060Z EP 2523A LEM~flex 100 A / 500 A, 45 cm, 2 m kabel EP1205A 200 A / 1000 A, 61 cm, 2 m kabel EP1210A 3000 A / 6000 A, 91 cm, 4 m kabel EP1360A Proudové sondy 1 A / 10 A, max. průměr vodiče 15 mm, 2 m kabel A A / 50 A, max. průměr vodiče 15 mm, 2 m kabel A A / 200 A, max. průměr vodiče 15 mm, 2 m kabel A A / 1000 A, max. průměr vodiče 54 mm, 2 m kabel A Napěťové senzory 0.1 V EP 2070A 1 V EP 2071A 5 V EP 2072A 10 V EP 2073A 100 V / 6000 V EP 2075A 400 V / 6000 V EP 2077A 400 V / 750 V EP 2079A 480 V / 6000 V EP 2081A 600 V / 6000 V EP 2083A 1000 V / 6000 V EP 2085A Bočníky 20 ma A A A A A GSM modemová sada A ETHERNET kabelová sada EP0004A Adaptér pro měření napětí a proudu A Přenosný kufřík A ASC-02 certifikát s naměřenými hodnotami E UTES Instruments, s.r.o. Srbská 53, Brno tel: fax: Hprodej@utes.czH